JP2005177784A

JP2005177784A - 重合多重巻金属管の製造装置及び製造方法

Info

Publication number: JP2005177784A
Application number: JP2003419453A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Usui; 隆晶臼井
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】振動環境下において、高圧流体を搬送するために配設される重合多重巻金属管を、簡便かつ効率よく重合して製造するための装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前記成形装置は、造管方向に間隔をおきかつ円周方向においてほぼ等間隔に位置し、かつ複数組の成形ロールからなる複数の成形機により構成されてなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属帯材を巻き込んで後、ろう付け処理して多重巻金属管を重合するよう製造する重合多重巻金属管製造装置及びその製造方法に関するものである。

自動車、および各種の機械、設備、装置における流体の供給路、特に、振動を伴う高圧領域で多用される金属管は、管の内部を流れる流体による内圧疲労および振動疲労によって傷みやすく、したがって厚肉管の利用が必然的に要求されが、この場合金属管を単層で仕上げる場合には、引き抜き処理、軟化処理を１０回以上費やさねばならず、いたずらに長い工程と時間を要するばかりか、製品の表面性状も満足行くものでなく、製作された金属管の製品寿命も短いものとなり、その改善が求められていた。

このような難点を打開するために、実公昭５５−３４３０５号公報に記載されたような管材が提案された。この公報では径の異なる多重巻金属管体を複数用意し、夫々の管体を定尺に切断したのち、それぞれの管体を逐次嵌合し、引き抜き加工、熱処理加工、洗浄加工の繰り返しにより所定形状に仕上げられた重合金属管を開示している。しかしながら、この場合には、使用する材料の製品歩留まりが低く、かつ生産性も劣ることから更なる改善が望まれていた。

一方、多重巻金属管の製造装置として、金属帯材から多重巻金属管体を成形する成形装置、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置より構成される多重巻金属管製造装置が知られており、前記した通り成形装置で金属帯材の少なくとも一表面の全面に銅ろう材が施された金属帯材を塑性変形して多重巻金属管体に成形し、次いで
加熱装置で、多重巻金属金属管体の壁間に施されたろう材を溶融させ、さらに冷却装置では溶融したろう材を冷却凝固させて多重巻金属管を製造するものである。

しかしながら、この場合多重巻金属管体を形成するために成形装置に供給される金属帯材の形状には制限があり、高圧、振動環境下の使用に耐えるために厚肉とするよう重合された多重巻金属管体を形成することは容易ではなかった。

本発明は、上記の難点を解決して、振動環境下において、高圧流体を搬送するために配設される重合多重巻金属管を、簡便かつ効率よく重合して製造するための装置及び製造方法を提供することを課題とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の実施態様は、金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前記成形装置は、造管方向に間隔をおきかつ円周方向においてほぼ等間隔に位置し、かつ複数組の成形ロールからなる複数の成形機により構成されてなる重合多重巻金属管製造装置を特徴とするものである。

また、本発明の第２の実施態様は、金属帯材を巻き込んで多重巻金属管体を成形する成形工程と、前記多重巻金属管体を加熱装置に移送してろう材を溶融するための加熱工程と、該加熱により溶融したろう材を凝固冷却させる冷却工程とからなる多重巻金属管の製造方法において、前記金属管体の成形工程は、造管方向に間隔をおきかつほぼ等間隔に位置した複数組の成形ロールを用いて、まず第１の組の成形ロールに送り込まれた第１の金属帯材を一次多重巻金属管体に成形してスイマーにより支持して整形し、次いで前記一次多重巻金属管体を第２の組の成形ロールに送り込むとともに、該第２の組の成形ロールで第２の金属帯材を二次多重巻金属管体に成形して前記一次多重巻金属管体の外周に重合し、以後同様にして第ｎの金属帯材をｎ次多重巻金属管体に成形して（ｎ−１）次多重巻金属管体の外周にｎ次多重巻金属管体を順次重合することにより、多重巻金属管体を所定数重合する重合多重巻金属管の製造方法を特徴とするものである。

この場合、前記２次乃至ｎ次多重巻金属管体の成形、重合時に、夫々の多重巻金属管体の外周面の軸方向に形成されるシーム部が、円周方向においてほぼ等間隔に位置するよう金属帯材を供給することが好ましい。

本発明によれば、複数の金属帯材を成形して重合して製造した重合多重巻金属管でありながら、それぞれのシーム部は円周上でほぼ等間隔に位置し重ね合う位置にはないことから、流体の圧力変動繰り返しによる重合多重巻金属管の強度低下および振動による重合多重巻金属管の経時疲労を低減することが可能となった。さらに、重合多重巻金属管の製造装置そのものが小形化されるばかりか、効率の良い生産が確保できるものである。また、重合多重巻金属管の壁間および各多重巻金属管体間のろう付け不良を示す空隙は一切認められず、密着性の良好な薄いろう付層が認められる。

本発明は、成形装置、加熱装置、冷却装置と順次配設された多重巻金属管製造装置において、前記成形装置を、造管方向に間隔をおきかつ円周方向においてほぼ等間隔に位置し、かつ複数組の成形ロールからなる複数の成形機により構成し、夫々の組の成形ロールには夫々個別に金属帯材を供給し、かつ前記位置にある成形機の手前方向から順次に、成形された多重巻金属金属管体を次ぎの成形機に送り込み、前位置の成形機より送り込まれた多重巻金属金属管体の外周に、夫々の成形機に供給された金属帯材を重合して多重巻金属金属管体に成形し、その後前記のようにして重合された多重巻金属管体を加熱装置、冷却装置へと移送する
ことにより、ろう付けして所定形状の重合多重巻金属管を製造する装置と方法を提示するものである。

この場合、複数の金属帯材を順次管体に成形しつつ重合して、ろう付け前の重合多重巻金属管体を成形して行くが、各金属帯材の巻回終了時に形成される多重巻金属管体の外周面の軸方向のシーム部が重合しないように多重巻金属管体の円周方向においてほぼ等間隔をおいて位置するよう多重巻金属金属管体を成形することが好ましい。
このように成形することにより、重合多重巻金属管体をろう付けして製造した重合多重巻金属管は管内を流れる流体による振動や圧力等による応力の局部集中が避けられ、したがって耐久性を著しく延長することができる。

本発明を添付図面を参照しながら以下に詳述すると、図１は本発明の一実施例装置の全体構成を示す概略図、図２は図１の成形装置の構成を示す一部破断した側面図、図３は本発明により製造された一実施例としての多重巻金属管の径方向断面図である。

図１に示されるように、本発明の重合多重巻金属管製造装置１は、個々のアンコイラ３０より巻き戻されかつ少なくとも一表面にろう材をめっきされた個々の金属帯材２を多数組の成形ロール３にて連続的に円筒状の多重巻金属金属管体５に成形しつつ重合する複数の成形機２１を夫々造管方向に間隔をおきかつ円周方向にほぼ等間隔に（図示実施例の場合は成形機２１は３組設けられており、したがって各成形機２１は相互に１２０°の角度をもって配置されている）位置せしめた成形装置４と、重合多重巻金属管体５の移送方向に適当な間隔を持たせて配置した複数対の通電ロール６（回転電極）により所定形状に成形された多重巻金属金属管体５に抵抗加熱により加熱する加熱装置９（該加熱装置において押えロール７とピンチロール８とにより重合多重巻金属金属管体５の移送速度を制御して重合多重巻金属管体５の壁を径方向に圧接すると好ましい）と、該加熱装置９により溶融されたろう材を凝固させ重合多重巻金属管体５にろう付を施して重合多重巻金属管２０を製造するための冷却装置１０とにより構成されてなる。この場合、加熱装置９の内部は非酸化性雰囲気又は還元性雰囲気となっている。

前記成形装置４は、図２に示すように、多重巻金属管２０の造管方向に間隔をおきかつ円周方向にほぼ等間隔に位置せしめるとともに、複数組の成形ロール３からなる複数の成形機２１により構成され、前記各成形機２１は夫々に金属帯材２を成形ロール３の組に案内するガイドロール２２およびそれに続く成形ロール３の組を設けている。夫々のガイドロール２２より案内された各金属帯材２は多数段の成形ロール３にて連続的に円筒状の多重巻金属管体５に成形される。

本発明の重合多重巻金属管製造装置１により重合多重巻金属管２０を成形するに際しては、重合多重巻金属管製造装置１の成形装置４においては、造管方向に間隔をおいて位置する成形機２１のうち、先ず第１の成形機２１ａでは第１のアンコイラ３０ａより巻き戻された第１の金属帯材２ａを一次多重巻金属管体２３ａに成形しスイマー１６により支持して一次多重巻金属管体２３ａを整形し、次いで前記一次多重巻金属管体２３ａを第２の成形機２１ｂの領域に送り込むとともに、第２の成形機２１ｂによって第２のアンコイラ３０ｂより巻き戻された第２の金属帯材２ｂを二次多重巻金属管体２３ｂに成形して前記一次多重巻金属管体２３ａの外周に二次多重巻金属管体２３ｂを重合する。

以後同様にしてｎ番目の成形機２１ｎの領域に（ｎ−１）次多重巻金属管体２３（ｎ−１）を送り込むとともに、ｎ番目の成形機２１ｎによってｎ番目のアンコイラ３０ｎより巻き戻された第ｎの金属帯材２ｎをｎ次多重巻金属管体２３ｎに成形して前記（ｎ−１）次多重巻金属管体２３（ｎ−１）の外周に第ｎの金属帯材２３ｎを重合し、これによって所定形状の重合多重巻金属金属管体５を成形する。

したがって、図３に示すように成形された重合多重巻金属金属管体５の中央縦断面で見た場合に、複数の金属帯材２ａ、２ｂ、……２ｎが形成する夫々のシーム部２５は各多重巻金属管体２３ａ、２３ｂ、…２３ｎにおいて重ね合う位置にはなく円周方向にほぼ等間隔に位置することから、流体の圧力変動繰り返しによる重合多重巻金属管の強度低下および振動等による重合多重巻金属管の経時疲労を低減させる。

このように成形、重合された重合多重巻金属管体５は、次に重合多重巻管体５の壁および各多重巻金属管体２３の内周面と外周面にあるろう材を溶融するために加熱装置９に送られる。この際に、重合多重巻金属管体５の壁並びに各多重巻金属管体２３間を相互に径方向に圧接する手段を加熱装置９に設けることが好ましい。図示の実施例では径方向に圧接手段としてピンチロール８のロール径を押えロール７のロール径より大きくするか、ピンチロール８の回転速度を変更することにより、押えロール７とピンチロールと８の間で、重合多重巻金属管体５に管軸方向の引張力が作用する装置を示した。しかしながら、本発明では図示の実施例のほか、特願平７−５０５０７号や特願平７−５０５０７号で開示したような外方若しくは内方より重合多重巻金属管体５を押圧する装置に替えることもできる。

このような重合多重巻金属管体５の壁並びに各多重巻金属管体２３間を相互に径方向に圧接する手段を設けると、多重巻金属金属管体５の壁間並びに各多重巻金属管体２３間に存在するろう材は加熱溶融され、流動性を与えられた状態にある時に、多重巻金属管体５の壁並びに各多重巻金属管体２３間を相互に径方向に圧接されることになり、ろう付け不良を示す空隙の発生を防止し、密着性の良好な薄いろう付層が得られる。

一方、溶融状態にあるろう材を凝固するために、重合多重巻金属管体５は加熱装置９より冷却装置１０に送られる。このような冷却装置１０は、囲繞された筐体１１内に還元ガス若しくは中性ガスを導入して該ガスを多重巻金属金属管体５の外周面に直接噴射して冷却するような公知の冷却手段で冷却することができるが、その他の例として該筐体１１内において、多重巻金属管体５の軸方向の外面に接するように挟持し、かつ前記多重巻金属管体５の移送速度に同期した速度で回転移動可能な一対のエンドレス金属ベルト１２と、前記各エンドレス金属ベルト１２の内面に当接して前記エンドレス金属ベルト１２を多重巻金属管体５の軸方向の外面に押圧する複数の押圧ロール１３と、前記エンドレス金属ベルト１２の外方に配設され該金属ベルトの外面に当接して前記多重巻金属管体５より伝達した熱を前記エンドレス金属ベルト１２より放熱させ、前記エンドレス金属ベルト１２の過熱を防止させるための放熱ロール１４と、前記エンドレス金属ベルト１２を前記多重巻金属管体５の移送速度に同期した速度で回転移送させるための駆動ロール１４とにより構成すると、冷却効率がよく冷却装置の寸法を小形化できるので好ましい。

この場合、重合多重巻金属管体５の壁間並びに各多重巻金属管体２３間に存在するろう材を溶融させて、ろう付けするために重合多重巻金属管体５に加えられた熱は、重合多重巻金属管体５と接触するよう挟持する一対のエンドレス金属ベルト１２を介して、放熱ロール１４の作用により迅速に放出される。

さらに、駆動ロール１５が重合多重巻金属管体５の円周方向に複数配置されることが好ましく、これによりエンドレス金属ベルト１２が重合多重巻金属管体５の外周面に均等に密着しやすくなるとともに、エンドレス金属ベルト１２の円滑な走行が確保される。
また、押圧ロール１３および放熱ロール１４の夫々が、ロータリージョイントを具備し、ロール内部に冷却水の通過を可能にした水冷ロールとして形成されることが好ましい。これにより押圧ロール１３および放熱ロール１４の夫々と面接触するように配設されたエンドレス金属ベルト１２を介して、重合多重巻金属管体５の熱が一層迅速に放熱される。

このようにして得られた重合多重巻金属管２０は、図３に示すように各多重巻金属管体２３ａ、２３ｂ、…２３ｎのシーム部２５が相互に重ね合う位置にはなくほぼ円周方向において等間隔に位置するように構成されている。
なお、本発明による重合多重巻金属管製造装置の加熱装置には、高周波加熱コイルによる加熱装置、さらには特公昭２９−４６１３号公報等で知られている一般的な加熱炉を加熱装置として使用できる。

本発明によれば、複数の金属帯材を順次成形して重合した厚肉の重合多重巻金属管を簡便、かつ製品歩留りを高くして製造することが容易になり、自動車及び油圧機器等の配管用として、高圧環境下における振動状態にも高い抵抗力を示す高性能の重合多重巻金属管の提供が可能となる。

本発明の一実施例装置の全体構成を示す概略図である。図１の成形装置の構成を示す一部破断した側面図である。本発明により製造された一実施例としての重合多重巻金属管の径方向断面図である。

符号の説明

１重合多重巻金属管製造装置
２金属帯材
３成形ロール
４成形装置
５重合多重巻金属管体
９加熱装置
１０冷却装置
１６スイマー
２０重合多重巻金属管
２１ａ一次成形機
２１ｂ二次成形機
２１ｃ三次成形機
２２ガイドロール
２３ａ一次多重巻金属管体
２３ｂ二次多重巻金属管体
２３ｃ三次多重巻金属管体
２５シーム部
３０アンコイラ

Claims

金属帯材を多重巻金属管体に成形する成形装置と、前記多重巻金属管体の壁間に施されたろう材を溶融する加熱装置と、溶融したろう材を凝固冷却させる冷却装置とを備えた多重巻金属管製造装置において、前記成形装置は、造管方向に間隔をおきかつ円周方向においてほぼ等間隔に位置し、かつ複数組の成形ロールからなる複数の成形機により構成されてなることを特徴とする重合多重巻金属管製造装置。
金属帯材を巻き込んで多重巻金属管体を成形する成形工程と、前記多重巻金属管体を加熱装置に移送してろう材を溶融するための加熱工程と、該加熱により溶融したろう材を凝固冷却させる冷却工程とからなる多重巻金属管の製造方法において、前記金属管体の成形工程は、造管方向に間隔をおきかつほぼ等間隔に位置した複数組の成形ロールを用いて、まず第１の組の成形ロールに送り込まれた第１の金属帯材を一次多重巻金属管体に成形してスイマーにより支持して整形し、次いで前記一次多重巻金属管体を第２の組の成形ロールに送り込むとともに、該第２の組の成形ロールで第２の金属帯材を二次多重巻金属管体に成形して前記一次多重巻金属管体の外周に重合し、以後同様にして第ｎの金属帯材をｎ次多重巻金属管体に成形して（ｎ−１）次多重巻金属管体の外周にｎ次多重巻金属管体を順次重合することにより、多重巻金属管体を所定数重合することを特徴とする重合多重巻金属管の製造方法。
前記２次乃至ｎ次多重巻金属管体の成形、重合時に、夫々の多重巻金属管体の外周面の軸方向に形成されるシーム部が、円周方向においてほぼ等間隔に位置するよう金属帯材を供給することを特徴とする請求項２記載の重合多重巻金属管の製造方法。